Fächerkrümmer- Funktion und Wirkungsweise

[Hausmeister]

Eine oft wiederkehrende Frage ist die, ob der Verbau eines Fächerkrümmer (meist einzeln, oder aber auch in Verbindung mit einer kompletten Auspuffanlage) zu einer nennenswerten Leistungssteigerung führt.

In diesem Artikel sollen verschiedene Aspekte beleuchtet werden, damit sich diese Frage jeder selbst beantworten kann.

 

 

Grundsätzliches Fächerkrümmer:

 

Ein Fächerkrümmer ersetzt den Gusskrümmer am Zylinderkopf und ist für die Ableitung der entstehenden Verbrennungsgase zuständig. Im Gegensatz zu einem Gusskrümmer, bei dem die Rohre relativ schnell in ein bzw. zwei Sammelrohre münden, die dann in die sog. Hosenrohre übergehen, hat hier jeder Zylinder solange wie möglich ein eigenes Rohr. Diese Rohre sind für jeden Zylinder absolut gleich lang.

 

Dem Leistungssteigernden Aspekt des Krümmers liegen 3 physikalische Gesetze zu Grunde:

 

- die schwingende Gassäule (1)

- der Venturi-Effekt (2)

- die Interferenz (3)

 

Arbeitsweise Fächerkrümmer:

 

Öffnet das Auslass-Ventil, entweicht das Abgas unter Druck in den Krümmer. Hier verliert sich jedoch der Druck und wird dazu noch abgeschwächt. Da normalerweise ein Motor mehrere Zylinder hat, beeinflussen sich die ausströmenden Gassäulen noch dazu gegenseitig [siehe unter (1)]. Dank des Fächerkrümmers können die einzelnen Abgas-Säulen aber jetzt "eine nach dem anderen" den Auspuff passieren, ohne sich gegenseitig zu behindern. Funktioniert das alles wunschgemäß, erzeugt das ausströmende Abgas einen Unterdruck im jeweils anderen Rohr- das Abgas muss im Verbrennungstakt nicht mehr aus dem Zylinder gedrückt werden, sondern wird von diesem Unterdruck "abgesaugt". Gelangt der Abgasstrom nun an das Y oder X-förmige Übergangsstück, verstärkt der hier auftretende Venturi-Effekt [siehe unter (2)] die Wirkung nocheinmal (Erklärung: das Sammelrohr des Krümmers hat einen kleineren Querschnitt als die einzelnen Krümmerrohre zusammen). Vereinfacht gesagt ermöglicht also der Fächerkrümmer eine leichtere und bessere Befüllung.

 

Daher ist es auch wichtig, das alle Rohre gleich lang sind, damit eine homogene Kraftverteilung gegeben ist, ebenso beeinflusst die Rohrlänge, wann (und ob überhaupt) sich der positive Effekt bemerkbar macht. Dies wird durch das Prinzip der Interferenz ermöglicht: die Druckwelle des ausströmenden Gases wird durch den Krümmer zurückgeworfen. Die entstehende Interferenz erzeugt einen Unterdruck, der das Abfließen der Auspuffgase begünstigt. Je nach Länge der Rohre dauert dieser Prozeß natürlich kürzer oder länger, dementsprechend ist die optimale Wirkung des Fächerkrümmers auch begrenzt auf bestimmte Drehzahlbereiche, die wie beschrieben von der Rohrlänge abhängig sind.

 

Grundsätzliches X-Rohr:

 

Die vom Fächer abgehenden Hosenrohre Kreuzen sich in dem X-Rohr, hier entsteht ebenfalls ein Venturi-Effekt, da der Rohr-Durchmesser an der gekreuzten Stelle naturgemäß drastisch verringert ist.

 

Arbeitssweise X-Rohr:

Das X-Rohr ermöglicht analog zur Wirkungsweise des Fächerkrümmers eine nochmals verbesserte Füllung. Durch das Y-Stück des Krümmers erfolgt der Effekt lediglich bei Zylindern einer Bank, durch das X-Rohr wird er Bankübergreifend. Dadurch ist der maximale Nutzen naturgemäß bei V-Motoren zu erzielen, unterstützt aber einen Fächerkrümmer auch bei Reihensechszylindern, bzw. Vierzylindern (S14 M3).

 

 

Das bedeutet:

 

Aus dem vorhergehenden Absatz wird deutlich: Die Serienauspuffanlage des E30 zu verbessern ist ein schwieriges Unterfangen. Dem Konzept des Fächerkrümmers liegen bei seriösen Firmen aufwendige Versuche und Berechnungen zu Grunde. Die meisten angebotenen Krümmer sind also im Motorraum vielleicht schön anzusehen, werden aber trotz eventuell gleicher Rohrlänge doch keine Leistungssteigerung bringen, unter Umständen sogar eine Verschlechterung.

Ebenso ist der wahllose Verbau eines X-Rohr's wohl kaum von Erfolg gekrönt.

Auch in Verbindung mit einem anderen Endschalldämpfer sind keine Wunderdinge zu erwarten, da der größte Widerstand in der Abgasanlage weiterhin im Katalysator zu finden ist.

 

 

Die Praxis:

 

Schreiben kann man viel, aber hier mal Zahlen zum selber vergleichen:

Die komplette Auspuffanlage von Hartge für Fahrzeuge mit M20 Motoren bringt laut Gutachten ein Leistungsplus von 7 KW, im Falle eines 325i. Anhand dieser Daten kann man sich ja nun ausrechnen, was z.B. vom alleinigen Verbau eines Krümmers zu erwarten ist.

 

Getestet wurden diverse Auspuffanlagen in der Autobild Ausgabe von 7/89.

 

Hier nachzulesen:Vergleichstest

 

Dort wurde in vorher/nachher Messungen bestätigt, das eine Änderung der Auspuff-Anlage nur geringen Leistungszuwachs bringt.

 

Um eine spürbare Leistungssteigerung zu erreichen muß der gesamte Abgasstrang aufeinander abgestimmt sein.

 

Das bedeutet:

Einsatz eines Fächerkrümmers in Verbindung mit einem widerstandsarmen Metallkatalysator und einem dazu passenden Endschalldämpfer.

 

 

Fazit:

 

Wenn man auf der Suche nach den letzten PS bei einem gemachten Motor ist, ist ein Fächerkrümmer sicher ein probates Mittel.

 

Am Serienmotor ohne weitere Maßnahmen verbaut, sollte man sich wenig Hoffnung auf Mehrleistung machen.

 

Zu (1):

 

Bildlich gesprochen, steckt die Gassäule auf einer Seite fest, wie ein Blechstreifen, den man in einen Schraubstock gespannt hat. Wenn man das Blech jetzt in Bewegung versetzt, schwingt es es hin und her. Nutzt man diese Schwingbewegung nun beim Verbrennungstakt geschickt aus, wird der entsprechende Zylinder beim Ausstoß des Abgases unterstützt. Es entsteht eine schwingende Gassäule.

 

Zu (2):

 

Der Italiener Giovanni Venturi entdeckte, dass sich die Geschwindigkeit eines durch ein Rohr strömenden Fluids (hier: das Abgas) zu einem sich verändernden Rohrquerschnitt umgekehrt proportional verhält. Das heißt, die Geschwindigkeit des Fluids ist dort am größten, wo der Querschnitt des Rohres am engsten ist.

Nach dem Kontinuitätsgesetz für inkompressible Fluide tritt dieselbe Fluidmenge aus jedem beliebigen Rohrabschnitt aus, die in ihn eingeführt worden ist. Die Flüssigkeit muss die Engstelle also mit dem gleichen Durchfluss (Menge/Zeit) passieren, wie den Rest des Rohres. Deshalb muss sich die Geschwindigkeit des Fluids (Gas oder Flüssigkeit) zwingend erhöhen.

 

Zu (3):

 

Interferenz beschreibt die Überlagerung von zwei oder mehr Wellen, ohne das sich diese gegenseitig beinflussen.

 

 

Gruß

jenad

 

[phoneutria]

...danke jenad für den ausführlichen bericht... kann mir jetzt den fächer sparen..

[Stauber]

Muss dir nun auch mal nen Kompliment machen - Sehr gut und sehr Sachlich beschrieben ! Respekt !

[PatrikS]

Super Beschreibung ! Danke

[Commander]

Und warum kostet der Fächerkrümmer an einem Serienmotor Leistung?

 

Das schreibst du die ganze Zeit aber erklärst es nicht...

 

Das halte ich nämlich nach wie vor für ein Gerücht, weil die Effekte - driss egal was für ein Motor davor hängt - die Gleichen sind...

 

Ansonsten auf jeden Fall schonmal ein guter Anhaltspunkt für unsere ebay-tuning-Fraktion

 

Viele Grüße

 

Chris

[jenad]

Ich habe den entsprechenden Passus umformuliert, extra für die FK-Besitzer.

 

Erklärung:

 

Die ursprüngliche Fassung war nicht so gemeint, das ein FK am gemachten Motor was bringt und am serienmäßigen nicht, was scheinbar so aufgefasst wurde.

 

Leistungsverlust war eher auf die China-Plagiate gemünzt. Wenn die oben genannten Parameter nicht stimmen, kehrt sich die Wirkung eben im ungünstigsten Falle um.

 

Ein seriöser Krümmer bringt alleine eben wenig oder nichts. Bei anderen Automobilherstellern mag da mehr zu holen sein, aber das soll hier nicht das Thema sein.

 

Ansonsten noch ein Wort zu den zu Hauf angebotenen Edelstahl-Krümmern. Rein von der Optik her, scheinen die den Hartge-Teilen zumindest nachempfunden zu sein. Nach Vergleichen auf Bildern hatte ich auch mal live die Möglichkeit, solch ein kirchliches Teil zu Begutachten. Ähnlichkeit ist auf jeden Fall vorhanden. Weitergehende Maßnahmen zur Prüfung hatte ich natürlich nicht.

[choppa]

Einen dieser "kirchlichen" Geräte habe ich mir ebenfalls über Ebay zugelegt, weil der an meinen revidierten Motor angebaut werden sollte.

(Ergänzungsweise zu den anderen Modifikationen die am Motor vorgenommen wurden)

 

Die Verarbeitung an sich ist nicht übel, trotzdem bin ich von dem Vorhaben abgesprungen

und habe den Krümmer nach 2 Monaten wieder verkauft.

Mal ausser acht gelassen ob der nun leistungstechnisch etwas bringt oder nicht, folgendes ist bei diesen Billigdingern zu beachten:

 

1. Die Paßgenauigkeit ist ein Glücksspiel und meistens muß noch stark nachgearbeitet werden.

 

2. Damit der Effekt nicht durch den Serienkat gebremst wird, empfiehlt sich ein Metallkat oder ein

grösserer BMW Serienkat.

In beiden Fällen muß die Abgasanlage umgeschweisst werden.

Einmal da der Fächer eben nicht passt und andererseits weil die Eingänge am Kat einen grösseren

Durchmesser (meist 51mm) haben.

Um sich nicht an anderer Stelle zu verschlechtern sollte man die ganze Abgasanlage durchgängig in 51mm verrohren,

so kann der Fächer dann wenigstens halbwegs effektiv arbeiten. Jeder Verengung bremst den Effekt, besonders ein Serienkat.

 

3. Es sollten noch Einschweißflansche gekauft und eine Trennstelle für den Kat eingearbeitet werden,

beispielsweile für Arbeiten an der Hardyscheibe.

Andernfalls muss immer der gesamte Krümmer abgenommen werden, wenn man da dran will.

 

4. Irgendwie muß diese ganze Konstruktion dem TÜVer erklärt werden, ohne Gefahr zu laufen dem

guten Mann vor Ort eine Herz-Lungenmassage verpassen zu müssen.

In den meisten Fällen wird wohl ein teures Abgasgutachten verlangt werden, sofern man nicht gleich vom Hof gejagt wird.

Auch bei Polizeikontrollen kann der Anblick des blitzenden Fächers immer wieder zu nervigen Fragen führen, egal ob eingetragen oder nicht.

 

5. Welche Leistung dabei nun im Endeffekt rauskommt ist ungewiss. Evtl. muß im zusammenspiel

anderer Tuningmaßnahmen noch einmal der Motor auf einem Prüfstand abgestimmt werden, denn

der Abgasgegendruck ändert sich durch die Abänderung der Auspuffanlage erheblich.

 

Alles in allem stellt sich die Frage, ob die mögliche Mehrleistung überhaupt in einem guten Verhältnis

zum betriebenen Aufwand und den Zusatzkosten steht ?

 

Den Ebaykrümmer an sich bekommt man billig, aber wenn er etwas bringen soll dann steigen die Kosten

locker mal auf 500-600 Euro, ganz davon abgesehen ihn überhaupt (legal) eingetragen zu bekommen.

 

Mir persönlich war es zu viel Aufwand und ich bin auch ohne so einen Krümmer gut unterwegs

[Gast Spiggy]

http://e30-talk.com/antrieb/t-billig-faecherkruemmer-aus-der-bucht-46277.html

[choppa]

Anbei die damaligen Bilder aus dem o.g. Thread von so einem Billigkrümmer.

Da ich die Aufnahmen bei einem Bilder-Uploaddienst hochlud ist nicht gewährleistet daß sie in

Zukunft noch abrufbar sind.

Deswegen stelle ich sie lieber noch einmal in großer Auflösung in den Talk ein, damit potentielle

Käufer sich selbst ein Urteil über die Qualität machen können.

Auf den Ebaybildern sieht man ja bekanntlich nicht sehr viele Details.

[Stauber]

Was ist den nun dann eine gute Kombi ? Gut kein Ebay rotz - iss klar - Schnitzer - Alpina Hartge ?

Sonst nix ?

[Rockmann-Motorsport]

siehst du doch oben im bericht bzw im Auspuff test... im bestfall ca 5 ps +

bei einem Serien Motor, bei gemachten Motoren, mit Nockenwelle, bearbeiteten Köpfen, Einzeldrosselklappen usw kanns mehr sein... und da greift das System an sich auch mehr

[jenad]

Seriös sind eben die renommierten Tuner einzuschätzen. Hartge hat Emitec Metallkats verbaut, 2 Stück am M20. Zellenzahl weiß ich leider nicht. Aber 200 Zeller sollten eine AU schaffen.

 

Also FK, andere Kats. Der ESD dürfte kaum noch in's Gewicht fallen.

[Rockmann-Motorsport]

und im endeffekt brachte der Hartge komplett Auspuff : 5,3 Ps ...

[Stauber]

Dann sollte ich doch wohl den Schnitzer behalten den ich noch habe , wenn ich das so richtig verfolgt habe !

[jenad]

Und 200 Zeller oder Ähnliches, jupp.

[enno]

Hi!

 

Es ist doch mal wurscht wo der Krümmer her kommt, ob nun aus dem Hause Hartge oder Schnitzer.

Klar hat man bei den Namenhaften herstellern die Gewissheit das die Krümmer funktionieren wie sie sollen.

Das die komplette Auspuffanlage verändert werden muß versteht sich von selbst.

 

Aber selbst die "billig" Krümmer können gut sein, wichtig ist nur das sie die gleichen Maße haben wie Hartge oder Schnitzer.

Die Namenhaften Hersteller sind so schweine teuer weil die ganzen Tests und Entwicklung nunmal sehr viel Geld verschlingt.

Hat dann aber ein "Spion" aus China diese Entwicklung entdeckt und "geklaut" können die diese gleichen Produkte halt billig verkaufen, ohne das diese schlechter sind.

Man kann sich halt nur nie sicher sein ob die Jungs aus China auch wirklich die genauen Maße einhalten und die Schweißarbeiten guter Qualität sind.

 

Beste ist jemand hat nen Krümmer von Hartge und vermißt diesen mal ganz genau. Dies zu veröffentlichen ist verboten wegen Rechte, doch unter Freunden kann man über Zahlen reden. ;)

 

Habe mir für meine Motorrad auch die auspuffanlage selber gebaut und alles vorbereitet und dann nur zum schweißen in ein Metallbetrieb gegangen. War deutlich günstiger wie fertig kaufen und ich hatte vor allem Qualität.

[jenad]

Artikel aus Wiki hierher kopiert zur Diskussion.

[Benni-1984]

http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=170585491662&ssPageName=STRK:MESELX:IT

 

Hier ist nen fächer

[RoadrunnerM5t]

Die Hoffnung stirbt zuletzt,und es wird viel Geld für den Schuss Extraleistung ausgegeben,die 5,3PS sind doch kaum bemerkbar.Ich habe bei unseren 2,7l Projekten oft festgestellt jemehr man ändert und denkt man wird schneller,wird nur mit mehr Drehzahl und Lautstärke erkauft.Ein klares Bild habe ich bekommen,bin legale Rennen gefahren habe so Zeiten zum Vergleich gehabt.Der Motor mit Fächer hat in oberen bereich schneller hochgedreht,war aber trotzdem nicht schneller auf der gleichen Strecke.Der schnellste Motor war ein Serien 122eta mit 320i Auspuff,Nocke und STG mit Drehzahlerhöhung auf 68oo u.min,der ging untenrum wie der Teufel:DIch denke das viele die illusion haben mit ein bischen Tuning aus e30.de usw. ein schnelles Auto zuhaben.Die 5,3PS sind schon weg wenn man statt der Serienbereifung,grössere Räder aufzieht.Wer sich mal anguckt wieviel Aufwand Alpina beim 2,7l für 33PS betreibt,und was dann zB. beim Cabrio überbleibt,ganze 227km/h statt 217 bei 171PS,das bei gut 15000DM mehrpreis.Zum Bericht,supergut..

[enno]

Sehr schön gesagt und geschrieben Roadrunner, das trifft es einfach auf den Punkt.

 

Klar ist jedes Tuning und Optimierung usw. gut. Aber es bringt nix wenn das Gesamtpacket nicht stimmt.

Es kommt nunmal alles aus dem Rennsport, da zählt auch 1PS. Allerdings haben dieses Autos auch nix mehr drin, weil Gewicht um noch vieles wichtiger ist.

 

Wir als Private die nur schrauben weils sie es schön finden freuen sich doch nur an der Zahl und an den Teilen die man auflisten kann.

Und es wird immer der Spruch stimmen, "nichts ist durch hubraum zu ersetzen, außer noch mehr Hubraum". :)

[RoadrunnerM5t]

Nun,5,3PS dann ein schweres Soundsystem,dazu 17Zöller,Leder und sich wundern das der Serien 325i mit Serientrimm vorbeifährt.Man muss wissen was man möchte,Leistung oder Luxus,beides ist aber nicht ohne Verlust vereinbar,was man OBEN(drehzahl) hinzugibt nimmt man bei gleichem Hubraum UNTEN(drehmoment) herum.Wer solche Tuningteile wie billige Fächerkrümmer,offene Luftfilter verbaut,fährt oft so wie er sich seine LEISTUNG erwünscht,der weiss nicht wie stressfrei ein e30 mit 286S1 im orginal zustand fährt.